DE4223212A1 - Two-beam grating polychromator - has refractive prism for shifting spectrum from diffracting grating, and single octave edge filter in front of two-octave detector array - Google Patents
Two-beam grating polychromator - has refractive prism for shifting spectrum from diffracting grating, and single octave edge filter in front of two-octave detector arrayInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gittermonochromator, bei welchem ein Lichtbündel durch ein Gitter gebeugt und spektral zerlegt als Spektrum auf ein Detektorarray geleitet wird, welches das Spektrum über eine Oktave hinweg erfaßt, wobei sich das Spektrum in einer Zerlegungsrichtung von einem kurzwelligen Ende zu einem langwelligen Ende hin erstreckt.The invention relates to a grating monochromator, in which a beam of light diffracted through a grating and spectrally broken down is passed as a spectrum to a detector array, which the Spectrum recorded over an octave, whereby the Spectrum in a decomposition direction from a short-wave End extends to a long-wave end.
Bei Gitter-Polychromatoren, die ein Spektrum über eine Oktave hinweg erfaßt, tritt das Problem auf, daß Detektorelemente nicht nur von dem Licht einer gewünschten Wellenlänge und Ordnung beaufschlagt werden sondern auch von höheren Ordnungen entsprechend kürzerer Wellenlängen. An den Ort, wohin von einem Gitter in erster Ordnung z. B. Licht mit der Wellenlänge 800 nm gebeugt wird, wird von dem Gitter in zweiter Ordnung Licht von der Wellenlänge 400 nm gebeugt. Ein an diesem Ort angeordnetes Detektorelement eines Detektorarrays liefert dann keine eindeutig der Wellenlänge 800 zugeordnete spektrale Intensität.The problem with lattice polychromators that captures a spectrum over an octave is that detector elements are not only exposed to the light of a desired wavelength and order, but also to higher orders corresponding to shorter wavelengths. To the place where from a grid in the first order z. B. light with a wavelength of 800 nm is diffracted by the grating in the second order light with a wavelength of 400 nm. A detector element of a detector array arranged at this location then does not provide a spectral intensity clearly assigned to the wavelength 800 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gitter- Polychromator der eingangs genannten Art den Einfluß höherer Ordnungen, insbesondere der zweiten Ordnung, des Gitters zu eliminieren. The invention is based, with a grid Polychromator of the type mentioned the influence of higher Orders, especially of the second order, of the grid eliminate.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention this object is achieved in that
- a) im Strahlengang ein brechendes optisches Glied angeordnet ist, durch welches ein Versatz des Spektrums in der Zerlegungsrichtung erfolgt, wobei kurzwelliges Licht einen stärkeren Versatz erfährt als kurzwelliges Licht, unda) a refractive optical element is arranged in the beam path is by which an offset of the spectrum in the Disassembly takes place using short-wave light experiences a greater offset than short-wave light, and
- b) vor dem Detektorarray im Bereich der längeren Wellenlängen und im Abstand von dem vom unteren Ende des erfaßten Spektrums beaufschlagten Detektorelement des Detektorarrays ein Kantenfilter angeordnet ist, welches nur Licht oberhalb einer Wellenlänge durchläßt, die der doppelten Wellenlänge des unteren Endes des von dem Detektorarray erfaßten Spektrums entspricht.b) in front of the detector array in the area of the longer one Wavelengths and spaced from the bottom of the detected spectrum acted upon detector element of the An edge filter is arranged in the detector array only transmits light above a wavelength that the double the wavelength of the lower end of that Detector array corresponds to the detected spectrum.
Wenn man vor das Detektorarray ein Kantenfilter anordnet, welches kurzwelliges Licht unterhalb des unteren Endes des erfaßten Spektrums nicht durchläßt, also beispielsweise Licht unterhalb von 400 nm, dann würde auch das Licht von 400 nm von dem Filter nicht durchgelassen. Wenn man den Rand des Filters räumlich gegenüber dem Detektorarray verschiebt, so daß das der Wellenlänge 400 nm zugeordnete Detektorelement von dem Filter nicht abgedeckt ist, dann wäre dieses Detektorelement ohne besondere Maßnahmen wiederum von Licht zweiter Ordnung mit der Wellenlänge 200 nm beaufschlagt. Aus diesem Grund sieht die Erfindung ein brechendes Glied im Strahlengang vor. Dieses brechende Glied bewirkt eine zusätzliche Verschiebung des Spektrums in der Ebene des Detektorarrays. Dabei erfahren aber die kurzen Wellenlängen eine stärkere zusätzliche Verschiebung als die langen Wellenlängen. Die Wellenlängen des Spektrums zweiter Ordnung werden dadurch relativ zu dem Detektorarray in der Zerlegungsrichtung in einen Bereich verschoben, in welchem das Filter angeordnet ist. Es kann Vorsorge getroffen werden, daß die im Bereich der freiliegenden Detektorelemente in zweiter und höherer Ordnung auftretenden Wellenlängen vernachlässigbare Intensität haben, die Efficiency des Gitters abfällt oder die Detektorelemente nicht auf diese Wellenlängen ansprechen.If you put an edge filter in front of the detector array, which is shortwave light below the lower end of the does not pass the detected spectrum, for example light below 400 nm, then the light would also be of 400 nm not let the filter through. If you look at the edge of the filter spatially displaced relative to the detector array, so that the detector element assigned to the wavelength of 400 nm Filter is not covered, then this would be the detector element again without special measures of second-order light with a wavelength of 200 nm. For this reason The invention provides a refracting link in the beam path. This breaking link causes an additional shift of the spectrum in the plane of the detector array. Experience it but the short wavelengths are a stronger additional Shift than the long wavelengths. The wavelengths of the This makes the second order spectrum relative to that Detector array in the direction of division into an area shifted in which the filter is arranged. It can Provisions are made that those in the field of exposed second and higher order detector elements occurring wavelengths have negligible intensity, the efficiency of the grid drops or the detector elements do not respond to these wavelengths.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject of Subclaims.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.Two embodiments of the invention are below Reference to the accompanying drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung eines Gitter- Polychromators, mit einem Konkavgitter, bei welcher das brechende optische Glied von einem Prisma gebildet ist. Fig. 1 shows a first embodiment of a grating polychromator, with a concave grating, in which the refractive optical element is formed by a prism.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung eines Gitter- Polychromators, bei welcher ein Plangitter mit zwei torischen Spiegeln verwendet wird und das brechende optische Glied ein vor dem Gitter angeordneter, planparalleler Körper ist. Fig. 2 shows a second embodiment of a grating polychromator, in which a plane grating with two toric mirrors is used and the refractive optical element is a plane-parallel body arranged in front of the grating.
Fig. 3 zeigt die Transmissionskurve eines bei den Anordnungen von Fig. 1 und 2 verwendbaren Filters. FIG. 3 shows the transmission curve of a filter that can be used in the arrangements of FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 veranschaulicht die Abhängigkeit des Brechungsindex des brechenden optischen Gliedes von der Wellenlänge. Fig. 4 illustrates the dependence of the refractive index of the refractive optical member on the wavelength.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Eintrittsspalt des Polychromators bezeichnet. Durch den Eintrittsspalt 10 tritt ein Lichtbündel 12. Das divergente Lichtbündel 12 wird durch ein Konkavgitter 14 auf einen Konkavspiegel 16 gelenkt. Die Gitterfurchen des Konkavgitters 14 verlaufen senkrecht zur Papierebene von Fig. 1. Das Konkavgitter 14 erzeugt wellenlängenabhängig gebeugte Strahlenbündel, die von dem Konkavspiegel in einer Ebene 18 fokussiert werden.In Fig. 1, 10 denotes an entrance gap of the polychromator. A light beam 12 passes through the entrance slit 10 . The divergent light beam 12 is directed by a concave grating 14 onto a concave mirror 16 . The grating furrows of the concave grating 14 run perpendicular to the paper plane of FIG. 1. The concave grating 14 generates wavelength-dependent diffracted beams which are focused in a plane 18 by the concave mirror.
In dem Strahlengang ist zwischen dem Konkavgitter 14 und dem Konkavspiegel 16 ein brechendes optisches Glied in Form eines Prismas 20 angeordnet. A refractive optical element in the form of a prism 20 is arranged in the beam path between the concave grating 14 and the concave mirror 16 .
Das Prisma 20 und das Konkavgitter 14 zusammen zerlegen das Lichtbündel 10 in Strahlenbündel mit verschiedenen Wellenlängen. In Fig. 1 sind in erster Ordnung gebeugte Strahlenbündel 22 mit einer Wellenlänge von 230 nm, 24 mit einer Wellenlänge von 250 nm, 26 mit einer Wellenlänge von 300 nm, 28 mit einer Wellenlänge von 400 nm, 30 mit einer Wellenlänge von 610 nm und 32 mit einer Wellenlänge von 800 nm dargestellt. In der Ebene 18 ist ein Detektorarray 34 angeordnet. Das Detektorarray 34 besteht aus einer Reihe von Detektorelementen. Jedes dieser Detektorelemente erfaßt einen engen Spektralbereich des in der Ebene 18 erzeugten Spektrums. Der von dem Detektorarray 34 insgesamt erfaßte Spektralbereich umfaßt zwei Oktaven von 200 nm bis 800 nm.The prism 20 and the concave grating 14 together break down the light bundle 10 into bundles of rays with different wavelengths. In Fig. 1 diffracted beams of rays 22 are first order nm with a wavelength of 230 24 nm with a wavelength of 250 26 nm with a wavelength of 300 28 nm with a wavelength of 400, 30 with a wavelength of 610 nm and 32 shown with a wavelength of 800 nm. A detector array 34 is arranged in the plane 18 . The detector array 34 consists of a series of detector elements. Each of these detector elements covers a narrow spectral range of the spectrum generated in plane 18 . The overall spectral range detected by the detector array 34 comprises two octaves from 200 nm to 800 nm.
Wenn man sich einmal die Anordnung ohne das Prisma 20 vorstellt, dann würde an dem Ort, wo das Strahlenbündel mit der Wellenlänge 800 nm in der ersten Ordnung fokussiert ist, auch ein Strahlenbündel mit der Wellenlänge 400 nm in der zweiten Ordnung fokussiert. Entsprechend würde an dem Ort, wo ein Strahlenbündel mit der Wellenlänge 400 nm in erster Ordnung fokussiert wird, auch ein Strahlenbündel mit der Wellenlänge 200 nm fokussiert. Da die Detektorelemente, die üblicherweise von Photodioden gebildet sind, im Kurzwelligen bis zu etwa 190 nm empfindlich sind, würden sich keine eindeutigen, nur einer Wellenlänge entsprechenden Signale an den Detektorelementen ergeben.If one imagines the arrangement without the prism 20 , then a beam with the wavelength 400 nm in the second order would also be focused at the location where the beam with the wavelength 800 nm is focused in the first order. Correspondingly, at the location where a bundle of rays with a wavelength of 400 nm is focused in the first order, a bundle of rays with a wavelength of 200 nm would also be focused. Since the detector elements, which are usually formed by photodiodes, are sensitive up to about 190 nm in the short-wave range, no clear signals corresponding to only one wavelength would result at the detector elements.
Bei der beschriebenen Anordnung ist vor dem Detektorarray 34 ein Kantenfilter 36 angeordnet. Das Kantenfilter 36 hat eine Charakteristik, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Das Kantenfilter 36 läßt alles Licht oberhalb 400 nm durch. Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm wird nicht mehr durchgelassen. Das Kantenfilter 36 ist etwas gegen das "kurzwellige" Ende des Diodenarrays in Zerlegungsrichtung, d. h. zum "Langwelligen" hin, räumlich versetzt. Das Detektorelement 38 für das Strahlenbündel 28 mit 400 nm ist von dem Kantenfilter 36 nicht abgedeckt. Es kann also einerseits kein Licht mit der Wellenlänge 400 nm in zweiter Ordnung auf das Detektorelement 40 für 800 nm fallen. Andererseits erfaßt das Detektorelement 42 das in erster Ordnung gebeugte Strahlenbündel 28 mit 400 nm. Das Detektorelement 42 ist nicht von dem Filter abgedeckt.In the arrangement described, an edge filter 36 is arranged in front of the detector array 34 . The edge filter 36 has a characteristic as shown in FIG. 3. The edge filter 36 transmits all light above 400 nm. Light with a wavelength of 400 nm is no longer transmitted. The edge filter 36 is spatially offset somewhat from the “short-wave” end of the diode array in the direction of disassembly, ie toward the “long-wave”. The detector element 38 for the beam 28 with 400 nm is not covered by the edge filter 36 . On the one hand, no light with a wavelength of 400 nm in second order can fall on the detector element 40 for 800 nm. On the other hand, the detector element 42 detects the beam 28 which is diffracted in the first order at 400 nm. The detector element 42 is not covered by the filter.
Durch das Prisma 20 sind die Punkte, in denen die Strahlenbündel 22, 24, 26, 28, 30 und 32 fokussiert sind, etwas in Zerlegungsrichtung, d. h. nach unten in Fig. 1 verschoben. Aus der Kurve von Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Brechungsindex und damit die Verschiebung der Fokuspunkte für kurzwelliges Licht wesentlich höher ist als für langwelliges Licht. Das Spektrum wird daher an seinem kurzwelligen Ende gegenüber dem mit dem Konkavgitter 14 allein erzeugten Spektrum in Zerlegungsrichtung "zusammengedrückt". Das führt dazu, daß das Strahlenbündel, das einer Wellenlänge von 200 nm im der zweiten Ordnung entspricht, nicht mit dem Fokuspunkt des "400 nm"-Strahlenbündels 28 zusammenfällt sondern gegenüber diesem in der Zerlegungsrichtung versetzt ist. Das macht es möglich, die zweite Ordnung des Lichts von 200 nm durch das Kantenfilter 36 zu eliminieren. In Fig. 1 ist das Strahlenbündel 44 dargestellt, das in zweiter Ordnung Licht von 210 nm entspricht. Dieses Licht ist deutlich im Bereich des Kantenfilters 36 fokussiert, fällt also nicht auf das unter dem Kantenfilter 36 angeordnete Detektorelement.Through the prism 20 , the points in which the beams 22 , 24 , 26 , 28 , 30 and 32 are focused are shifted somewhat in the direction of decomposition, ie downwards in FIG. 1. It can be seen from the curve in FIG. 4 that the refractive index and thus the shift in the focus points for short-wave light is significantly higher than for long-wave light. The spectrum is therefore "compressed" at its short-wave end compared to the spectrum generated with the concave grating 14 alone in the decomposition direction. As a result, the beam which corresponds to a wavelength of 200 nm in the second order does not coincide with the focal point of the "400 nm" beam 28 but is offset with respect to it in the direction of decomposition. This makes it possible to eliminate the second order of light of 200 nm by the edge filter 36 . In Fig. 1, the beam 44 is shown which corresponds nm in second order at 210. This light is clearly focused in the area of the edge filter 36 , so it does not fall on the detector element arranged under the edge filter 36 .
Das nicht abgedeckte Detektorelement 42 für die Wellenlänge 400 nm und die diesem benachbarten, ebenfalls nicht abgedeckten Detektorelemente liegen an Orten, wo andere Wellenlängen, z. B. von 170 nm, in zweiter Ordnung erscheinen würden. Es kann aber dafür gesorgt werden, daß in diesem Bereich die Empfindlichkeit des Detektorelements und die Efficiency des Konkavgitters 14 vernachlässigbar sind.The uncovered detector element 42 for the wavelength 400 nm and the adjacent, also uncovered detector elements are located at locations where other wavelengths, e.g. B. of 170 nm, would appear in the second order. However, it can be ensured that the sensitivity of the detector element and the efficiency of the concave grating 14 are negligible in this area.
Die beschriebene Anordnung gestattet es, mit einem einzigen Kantenfilter einen Bereich von einer Oktave oder mehr bei einem Polychromator zu überdecken. Das beschriebene Prinzip ist offensichtlich nicht auf die angegebenen Wellenlängen beschränkt.The arrangement described allows for a single Edge filters cover an area of one octave or more to cover a polychromator. The principle described is obviously not on the specified wavelengths limited.
Eine andere Ausführung eines Gitter-Polychromators ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dem Gitter-Polychromator von Fig. 2 tritt ein Lichtbündel 50 durch einen Eintrittsspalt 52. Das divergente Lichtbündel 50 fällt auf einen torischen Spiegel 54. Der Spiegel 54 erzeugt ein paralleles Strahlenbündel 56. Das parallele Strahlenbündel 56 tritt durch einen planparallelen brechenden Körper 58 aus Quarz. Der Körper 58 hat eine Vorderfläche 60 und eine dazu parallele Rückfläche 62. Die Rückfläche 52 grenzt an ein Plangitter 64 an. Die Gitterfurchen des Plangitters 64 verlaufen wieder senkrecht zur Papierebene von Fig. 2. Die parallelen Strahlenbündel gehen durch den Körper 58 hindurch. Dabei werden die Strahlenbündel etwas seitlich versetzt. Der Versatz hängt dabei wieder von dem Brechungsindex ab. Dieser ist gemäß Fig. 4 wellenlängenabhängig. Von dem Plangitter 64 werden Strahlenbündel wellenlängenabhängig gebeugt. Die von dem Plangitter 64 zurückgeworfenen, gebeugten Strahlenbündel sind wieder für jede Wellenlänge parallele Strahlenbündel. Die Richtung der zurückgeworfenen, parallelen Strahlenbündel hängt von der Wellenlänge ab. Bei Durchtritt der parallelen Strahlenbündel durch den planparallelen Körper 58 aus Quarz erfahren die Strahlenbündel durch die Brechung wieder einen seitlichen Versatz. Dieser seitliche Versatz ist wieder vom Brechungsindex und damit von der Wellenlänge abhängig.Another version of a grid polychromator is shown in FIG. 2. In the lattice polychromator of FIG. 2, a light beam 50 passes through an entry slit 52 . The divergent light beam 50 falls on a toric mirror 54 . The mirror 54 generates a parallel beam 56 . The parallel beam 56 passes through a plane-parallel refractive body 58 made of quartz. The body 58 has a front surface 60 and a rear surface 62 parallel thereto. The rear surface 52 is adjacent to a plan grid 64 . The grating furrows of the plane grating 64 again run perpendicular to the paper plane of FIG. 2. The parallel beams of rays pass through the body 58 . The beams are shifted slightly to the side. The offset again depends on the refractive index. According to FIG. 4, this is wavelength-dependent. Beam bundles are diffracted from the plane grating 64 depending on the wavelength. The diffracted beams reflected by the plane grating 64 are again parallel beams for each wavelength. The direction of the reflected, parallel bundles of rays depends on the wavelength. When the parallel bundles of rays pass through the plane-parallel body 58 made of quartz, the bundles of rays again experience a lateral offset as a result of the refraction. This lateral offset is again dependent on the refractive index and thus on the wavelength.
Die von dem Plangitter 64 gebeugten parallelen Strahlenbündel fallen auf einen weiteren torischen Spiegel 66. Durch den torischen Spiegel 66 werden die verschiedenen parallelen Strahlenbündel in einer Ebene 68 fokussiert. In Fig. 2 sind das in erster Ordnung gebeugte Strahlenbündel 70 mit einer Wellenlänge von 200 nm, das in erster Ordnung gebeugte Strahlenbündel 72 mit 400 nm und das in erster Ordnung gebeugte Strahlenbündel 74 mit 800 nm dargestellt. Weiterhin ist ein Strahlenbündel 76 dargestellt, das von dem Plangitter in zweiter Ordnung gebeugt ist und Licht mit der Wellenlänge 200 nm enthält. Dieses Strahlenbündel 76 ist in einem Punkt 78 fokussiert, der gegen den Punkt 80, in dem das Strahlenbündel 72 fokussiert ist, etwas in Zerlegungsrichtung, d. h. zu den längeren Wellenlängen hin, verschoben.The parallel beams of rays diffracted by the plane grating 64 fall on a further toric mirror 66 . The various parallel beams are focused in a plane 68 by the toric mirror 66 . In FIG. 2, the diffracted first order beams are 70 nm with a wavelength of 200, the diffracted in first-order beam having 400 nm in the diffracted first-order beams of rays 72 and 74 illustrated at 800 nm. Also shown is a beam 76 which is diffracted by the plane grating in the second order and contains light with a wavelength of 200 nm. This bundle of rays 76 is focused at a point 78 , which is displaced somewhat in the direction of decomposition, ie towards the longer wavelengths, against the point 80 at which the bundle of rays 72 is focused.
In der Ebene 68 ist wieder ein Detektorarray 82 angeordnet. Das Detektorarray erfaßt das Spektrum wieder von 200 nm bis 800 nm über zwei volle Oktaven. Vor dem Detektorarray 82 ist ein Kantenfilter 84 angeordnet. Das Kantenfilter 84 überdeckt jedoch nicht den Bereich bis 400 nm. Der Rand des Kantenfilters 84 ist so angeordnet, daß der versetzte Fokuspunkt des 78 des Strahlenbündels 76 auf dem Kantenfilter 84 liegt, während der Fokuspunkt 80 des Strahlenbündels 80 neben dem Kantenfilter 84 liegt und das Strahlenbündel unmittelbar auf das entsprechende Detektorelement fällt.A detector array 82 is again arranged in the plane 68. The detector array again records the spectrum from 200 nm to 800 nm over two full octaves. An edge filter 84 is arranged in front of the detector array 82 . However, the edge filter 84 does not cover the range up to 400 nm. The edge of the edge filter 84 is arranged such that the offset focus point of the 78 of the beam bundle 76 lies on the edge filter 84 , while the focus point 80 of the beam bundle 80 lies next to the edge filter 84 and that Beams fall directly on the corresponding detector element.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist die gleiche wie bei der Ausführung nach Fig. 1. Während bei der Ausführung von Fig. 1 eine wellenlängenabhängige Ablenkung des Strahlenbündels durch ein Prisma 20 erfolgt, erfolgt bei der Ausführung nach Fig. 2 ein wellenlängenabhängiger seitlicher Versatz der Strahlenbündel durch den planparallelen Körper 58.The mode of operation of the arrangement described is the same as in the embodiment according to FIG. 1. While in the embodiment of FIG. 1 there is a wavelength-dependent deflection of the beam by a prism 20 , in the embodiment of FIG. 2 there is a wavelength-dependent lateral offset of the beams through the plane-parallel body 58 .
Das Kantenfilter kann ein Schott-Filter Nr. 614 sein.The edge filter can be a No. 614 Schott filter.
Claims (3)
- a) im Strahlengang ein brechendes optisches Glied (20; 58) angeordnet ist, durch welches ein Versatz des Spektrums in der Zerlegungsrichtung erfolgt, wobei kurzwelliges Licht einen stärkeren Versatz erfährt als kurzwelliges Licht, und
- (b) vor dem Detektorarray (34; 82) im Bereich der längeren Wellenlängen und im Abstand von dem vom unteren Ende des erfaßten Spektrums beaufschlagten Detektorelement (42) des Detektorarrays (34; 82) ein Kantenfilter (36; 84) angeordnet ist, welches nur Licht oberhalb einer Wellenlänge durchläßt, die der doppelten Wellenlänge des unteren Endes des von dem Detektorarray (34; 82) erfaßten Spektrums entspricht.
- a) a refractive optical element ( 20 ; 58 ) is arranged in the beam path, by means of which the spectrum is offset in the direction of decomposition, short-wave light experiencing a greater offset than short-wave light, and
- (b) an edge filter ( 36 ; 84 ) is arranged in front of the detector array ( 34 ; 82 ) in the region of the longer wavelengths and at a distance from the detector element ( 42 ) of the detector array ( 34 ; 82 ) acted upon by the lower end of the detected spectrum, which only transmits light above a wavelength which corresponds to twice the wavelength of the lower end of the spectrum detected by the detector array ( 34 ; 82 ).
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4410036A1 (en) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Two beam polychromator for continuous liquid delivery process |
| WO1995032408A1 (en) * | 1994-05-24 | 1995-11-30 | Renishaw Plc | Spectroscopic apparatus |
| DE19736474A1 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-26 | Hitachi Ltd | Spectroscope with concave refraction grating and emission source |
| DE19900308A1 (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-13 | Spectro Analytical Instr Gmbh | Echelle spectrometer with 2D detector has segmented receiver that is smaller than apex radius of camera mirror center of segmented receiver and that radius forms specified angle |
| GB2516078A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | Trinean Nv | Shaped filter for spectrometer detector arrays |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10137428A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-20 | Karlsruhe Forschzent | Device for measuring a solar UV radiation spectrum is configured to allow fast and simultaneous measurement of a spectrum with, at the same time, sufficiently high suppression of scattered light and sufficient dynamic range |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3309957A (en) * | 1963-05-21 | 1967-03-21 | Barnes Eng Co | Cinespectrograph spectrum order separation |
| FR1601965A (en) * | 1968-12-31 | 1970-09-21 | ||
| US3625615A (en) * | 1969-04-01 | 1971-12-07 | Zeiss Stiftung | A device for spectral dispersion of light employing a predispersion prism and a grafting monochromator |
| US3728024A (en) * | 1971-05-29 | 1973-04-17 | Nintendo Co Ltd | Copying apparatus |
| US3922089A (en) * | 1972-03-17 | 1975-11-25 | Nils Allan Danielsson | Apparatus and method for the uniform separation of spectral orders |
| DD159565A1 (en) * | 1981-05-25 | 1983-03-16 | Joachim Mohr | METHOD AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT A SPECTRAL ANALYSIS |
| JPS58105024A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-22 | Toshiba Corp | Light receiving element array |
| DE3224736A1 (en) * | 1982-07-02 | 1984-01-05 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | GRID SPECTROMETER |
| JPS59131123A (en) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Union Giken:Kk | Spectrophotometer |
| JPS60213830A (en) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Hitachi Ltd | Photodiode array |
| US4633078A (en) * | 1985-07-23 | 1986-12-30 | The Perkin-Elmer Corporation | Optical interference eliminator |
| DE3843876A1 (en) * | 1988-12-24 | 1990-07-12 | Leitz Wild Gmbh | SPECTRAL MICROSCOPE WITH A PHOTOMETER |
| US5139335A (en) * | 1990-08-24 | 1992-08-18 | Sets, Inc. | Holographic grating imaging spectrometer |
-
1992
- 1992-07-15 DE DE19924223212 patent/DE4223212C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3309957A (en) * | 1963-05-21 | 1967-03-21 | Barnes Eng Co | Cinespectrograph spectrum order separation |
| FR1601965A (en) * | 1968-12-31 | 1970-09-21 | ||
| US3625615A (en) * | 1969-04-01 | 1971-12-07 | Zeiss Stiftung | A device for spectral dispersion of light employing a predispersion prism and a grafting monochromator |
| US3728024A (en) * | 1971-05-29 | 1973-04-17 | Nintendo Co Ltd | Copying apparatus |
| US3922089A (en) * | 1972-03-17 | 1975-11-25 | Nils Allan Danielsson | Apparatus and method for the uniform separation of spectral orders |
| DD159565A1 (en) * | 1981-05-25 | 1983-03-16 | Joachim Mohr | METHOD AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT A SPECTRAL ANALYSIS |
| JPS58105024A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-22 | Toshiba Corp | Light receiving element array |
| DE3224736A1 (en) * | 1982-07-02 | 1984-01-05 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | GRID SPECTROMETER |
| JPS59131123A (en) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Union Giken:Kk | Spectrophotometer |
| JPS60213830A (en) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Hitachi Ltd | Photodiode array |
| US4633078A (en) * | 1985-07-23 | 1986-12-30 | The Perkin-Elmer Corporation | Optical interference eliminator |
| DE3843876A1 (en) * | 1988-12-24 | 1990-07-12 | Leitz Wild Gmbh | SPECTRAL MICROSCOPE WITH A PHOTOMETER |
| US5139335A (en) * | 1990-08-24 | 1992-08-18 | Sets, Inc. | Holographic grating imaging spectrometer |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4410036A1 (en) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Two beam polychromator for continuous liquid delivery process |
| US5495331A (en) * | 1994-03-23 | 1996-02-27 | Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh | Dual-beam polychromator |
| DE4410036B4 (en) * | 1994-03-23 | 2004-09-02 | Berthold Gmbh & Co. Kg | Two ray polychromator |
| WO1995032408A1 (en) * | 1994-05-24 | 1995-11-30 | Renishaw Plc | Spectroscopic apparatus |
| US5638173A (en) * | 1994-05-24 | 1997-06-10 | Renishaw Plc | Spectrum splitting spectroscopic apparatus |
| DE19736474A1 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-26 | Hitachi Ltd | Spectroscope with concave refraction grating and emission source |
| DE19900308A1 (en) * | 1999-01-07 | 2000-07-13 | Spectro Analytical Instr Gmbh | Echelle spectrometer with 2D detector has segmented receiver that is smaller than apex radius of camera mirror center of segmented receiver and that radius forms specified angle |
| DE19900308B4 (en) * | 1999-01-07 | 2010-11-25 | Spectro Analytical Instruments Gmbh | Echelle spectrometer of small size with two-dimensional detector |
| GB2516078A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | Trinean Nv | Shaped filter for spectrometer detector arrays |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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